ES2556709T3

ES2556709T3 - Position / path measurement system with coded measuring body

Info

Publication number: ES2556709T3
Application number: ES09173059.8T
Authority: ES
Inventors: Thomas Burkhardt; Ralph Bauer
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2016-01-19
Anticipated expiration: 2029-10-14
Also published as: EP2182330B1; DE102008055680A1; US8179129B2; US20100102804A1; EP2182330A2; EP2182330A3

Abstract

Sistema de medición de posiciones/caminos, que comprende una cabeza (14) de sensor y un cuerpo (12; 42;; 60; 75; 86; 96; 106) de medición codificado, extendiéndose el cuerpo (12; 42;; 60; 75; 86; 96; 106) de medición en una primera dirección (x) y en una segunda dirección (y) dispuesta transversalmente con relación a la primera dirección (x), poseyendo una zona (16) para la determinación de la aposición absoluta y una zona (18) para la determinación de la posición incremental con una codificación en la primera dirección (x) y poseyendo la zona (16) para la determinación de la posición absoluta una codificación en la segunda dirección (y), poseyendo la cabeza (14) de sensores un primer dispositivo (20) de sensor con una resolución de sensor paralelamente a la primera dirección (x) asignada a la zona (18) para la determinación de la posición incremental y una segundo dispositivo (22) de sensores con una resolución de sensor en la segunda dirección (y) asignada a la zona (16) para la determinación de la posición absoluta, caracterizado por que el cuerpo de medición está codificado magnéticamente, porque la zona (16) de determinación de la posición absoluta y la zona (18) de determinación de la posición incremental en la segunda dirección (y) están dispuestas una al lado de la otra o están combinadas entre sí, estando dispuestos los campos (46a, 46b) polares de la zona (18) de determinación de la posición incremental y los campos (54) polares de la zona (16) de determinación de la posición absoluta en la segunda dirección (y) uno al lado del otro sin separación entre ellos, porque uno o varios campos (46a; 76a; 76b) polares de la zona (18) de determinación de la posición incremental y uno o varios campos (54; 80a; 80b) de la zona (16) de determinación de la posición absoluta están dispuestos en una franja (48; 78) y el cuerpo (12; 42; 60; 75; 86; 96; 106) de medición comprende una pluralidad de franjas (48; 78) dispuestas una al lado de la otra en la primera dirección (x) y porque una franja (48) comprende un primer campo (52) polar y un segundo campo (56) polar, variando la relación de la longitud (L2) del segundo campo (56) polar con relación a la longitud (L1) del primer campo (52) polar en la segunda dirección (y) para franjas (78) distintas.Position / path measurement system, comprising a sensor head (14) and a coded measuring body (12; 42 ;; 60; 75; 86; 96; 106), extending the body (12; 42 ;; 60 ; 75; 86; 96; 106) measuring in a first direction (x) and in a second direction (y) arranged transversely in relation to the first direction (x), having an area (16) for determining the apposition absolute position and a zone (18) for determining the incremental position with a coding in the first direction (x) and the zone (16) for determining the absolute position having a coding in the second direction (y), having the sensor head (14) a first sensor device (20) with a sensor resolution parallel to the first direction (x) assigned to the zone (18) for determining the incremental position and a second sensor device (22) with a sensor resolution in the second direction (y) assigned to zone (16) for detection Termination of the absolute position, characterized in that the measuring body is magnetically coded, in that the zone (16) for determining the absolute position and the zone (18) for determining the incremental position in the second direction (y) are arranged side by side or are combined with each other, the polar fields (46a, 46b) of the zone (18) for determining the incremental position and the polar fields (54) of the zone (16) for determining the position being arranged. the absolute position in the second direction (y) next to each other without separation between them, because one or more fields (46a; 76a; 76b) poles of the zone (18) for determining the incremental position and one or more fields (54; 80a; 80b) of the zone (16) for determining the absolute position are arranged in a strip (48; 78) and The measuring body (12; 42; 60; 75; 86; 96; 106) comprises a plurality of stripes (48; 78) arranged side by side in the first direction (x) and because a stripe (48) It comprises a first polar field (52) and a second polar field (56), varying the ratio of the length (L2) of the second polar field (56) in relation to the length (L1) of the first polar field (52) in the second direction (y) for different stripes (78).

Description

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DESCRIPCIONDESCRIPTION

Sistema de medicion de posiciones/caminos con cuerpo de medicion codificadoPosition / path measurement system with coded measurement body

El invento se refiere a un sistema de medicion de posiciones/caminos, que comprende una cabeza de sensor y un cuerpo de medicion codificado, extendiendose el cuerpo de medicion en una primera direccion y en una segunda direccion dispuesta transversalmente con relacion a la primera direccion, poseyendo una zona para la determinacion de la aposicion absoluta y una zona para la determinacion de la posicion incremental con una codificacion en la primera direccion y poseyendo la zona para la determinacion de la posicion absoluta una codificacion en la segunda direccion, poseyendo la cabeza de sensor un primer dispositivo de sensor con una resolucion de sensor paralelamente a la primera direccion asignada a la zona para la determinacion de la posicion incremental y una segundo dispositivo de sensor con una resolucion de sensor en la segunda direccion asignada a la zona para la determinacion de la posicion absoluta.The invention relates to a position / path measurement system, comprising a sensor head and an encoded measuring body, the measuring body extending in a first direction and in a second direction arranged transversely in relation to the first direction, possessing a zone for the determination of the absolute apposition and a zone for the determination of the incremental position with a coding in the first direction and owning the zone for the determination of the absolute position a coding in the second direction, possessing the sensor head a first sensor device with a sensor resolution parallel to the first address assigned to the zone for the determination of the incremental position and a second sensor device with a sensor resolution in the second address assigned to the zone for the determination of the zone. absolute position

Los sensores de camino con cuerpo de medicion codificado magneticamente se describen en el libro "Lineare Weg- und Abstandssensoren" de T. Burkhardt, A. Feinaugle, S. Fericean y A. Forkl, Verlag Moderne Industrie, Die Bibliothek der Technik, volumen 271, Munich 2004.Road sensors with magnetically encoded measuring bodies are described in the book "Lineare Weg- und Abstandssensoren" by T. Burkhardt, A. Feinaugle, S. Fericean and A. Forkl, Verlag Moderne Industrie, Die Bibliothek der Technik, volume 271 , Munich 2004.

Las lmeas de campo magneticas, que parten del cuerpo de medicion, forman un campo de vectores tridimensional. La cabeza de sensor se mueve por encima del cuerpo de medicion en este campo.The magnetic field lines, which start from the measurement body, form a three-dimensional vector field. The sensor head moves over the measuring body in this field.

En la cabeza de sensor se hallan sensores sensibles al campo magnetico, que miden la componente del vector del campo magnetico en la primera direccion o el angulo del campo magnetico de vectores con relacion a la primera direccion.Sensors sensitive to the magnetic field are found in the sensor head, which measure the component of the magnetic field vector in the first direction or the angle of the vector magnetic field in relation to the first direction.

A traves del documento DE 100 26 136 A1 se conoce un sistema de medicion de posiciones, que sirve para la determinacion de la posicion relativa de dos objetos movibles entre sb Comprende una primera pista incremental con una estructura lineal periodica asignada al primer objeto, una unidad de exploracion asignada al segundo /objeto para la exploracion de la estructura lineal y para generar una senal incremental correspondiente asf como medios para generar una informacion de la posicion absoluta con relacion a la posicion de dos objetos movibles entre sb La extension de las lmeas a lo largo de la direccion de extension de la pista incremental vana al menos en una parte del ancho de la pista incremental de tal modo, que la estructura de lmeas periodica se superpone a una estructura con una informacion de la posicion absoluta.Through document DE 100 26 136 A1 a position measurement system is known, which serves to determine the relative position of two movable objects between sb. It comprises a first incremental track with a periodic linear structure assigned to the first object, a unit of exploration assigned to the second / object for the exploration of the linear structure and to generate a corresponding incremental signal as well as means to generate an information of the absolute position in relation to the position of two movable objects between sb The extension of the lines to the along the extension direction of the incremental track is at least part of the width of the incremental track so that the periodic line structure is superimposed on a structure with an absolute position information.

A traves del documento DE 10 2006 010 161 A1 se conoce una estructura de codigo para un dispositivo de medicion de la posicion con una pluralidad de pistas de codigo, que se extienden paralelas entre sf en una primera direccion, dispuestas una detras de otra a lo largo de una segunda direccion, que se extiende transversalmente a la primera direccion de tal modo, que por medio de la exploracion de un tramo de la estructura de codigo, que abarca siempre en parte varias pistas de codigo a lo largo de la primera direccion, por medio de un dispositivo de exploracion se puede obtener un valor absoluto de la posicion tanto para la primera direccion, como tambien para la segunda direccion. Las diferentes pistas de codigo poseen cada una codificacion serial absoluta para la medicion de una posicion a lo largo de la primera direccion y estan dispuestas de tal modo, que con la combinacion obtenida con la exploracion del tramo de la estructura de codigo de valores de medida de la posicion para la primera direccion se determine de manera umvoca la posicion absoluta del dispositivo de exploracion con relacion a la estructura de codigo tanto a lo largo de la primera direccion, como tambien a lo largo de la segunda direccion.Through document DE 10 2006 010 161 A1 a code structure is known for a position measuring device with a plurality of code tracks, extending parallel to each other in a first direction, arranged one behind the other to the along a second direction, which extends transversely to the first direction in such a way, that by means of the exploration of a section of the code structure, which always partly covers several code tracks along the first direction, An absolute value of the position can be obtained by means of an exploration device for both the first direction and the second direction. The different code tracks each have an absolute serial coding for the measurement of a position along the first direction and are arranged in such a way that with the combination obtained with the exploration of the section of the measurement value code structure From the position for the first direction, the absolute position of the scanning device is determined in relation to the code structure both along the first direction, as well as along the second direction.

A traves del documento DE 102 10 326 A1 se conoce un dispositivo con una cabeza de magnetizacion.Through device DE 102 10 326 A1 a device with a magnetization head is known.

A traves del documento DE 10 2005 039 280 A1 se conoce un circuito integrado con sensores de campo magnetico, en especial para componentes en vehmulos de motor, en el que sobre el mismo substrato estan dispuestas estructuras para al menos dos elementos de sensor sensibles a campos magneticos dispuestos de tal modo, que un campo magnetico pueda ser medido con resolucion local segun el tamano y/o la direccion. Ademas se disponen componentes electronicos, que realizan un procesamiento o una evaluacion al menos parcial de las senales de los elementos de sensores. Se puede realizar una seleccion espedfica de la aplicacion y/o el procesamiento y/o la evaluacion de las senales de los elementos de sensor.Through the document DE 10 2005 039 280 A1 an integrated circuit with magnetic field sensors is known, especially for components in motor vehicles, in which structures for at least two field sensitive sensor elements are arranged on the same substrate Magnets arranged in such a way that a magnetic field can be measured with local resolution according to size and / or direction. In addition, electronic components are available, which perform at least partial processing or evaluation of the signals of the sensor elements. A specific selection of the application and / or the processing and / or evaluation of the signals of the sensor elements can be made.

A traves del documento EP 0 503 716 P1 (DE 692 22 072 T2) se conoce un dispositivo de medicion para la determinacion de una posicion absoluta de un elemento movible con un elemento de division de escala con varias pistas y con un elemento colector, que comprende una cantidad de elementos de exploracion correspondiente a la cantidad de pistas, estando provistos los elementos de exploracion de sensores. Las pistas mencionadas contienen una pista incremental y una pista absoluta y se configuran como elementos con forma de franja sucesivos, que poseen siempre una propiedad detectable con los sensores, que depende de la posicion sobre el elemento de division de la escala. Ademas, se conoce un sistema de procesamiento de senales para la determinacion de la posicion absoluta del elemento movible a partir de una combinacion de, por un lado, senales procedentes de los sensores del elemento de exploracion perteneciente a la pista absoluta y, por otro, de las senales procedentes de los sensores del elemento de exploracion perteneciente a la pista incremental. La pista incrementa y la pistaThrough document EP 0 503 716 P1 (DE 692 22 072 T2) a measuring device is known for determining an absolute position of a movable element with a scale division element with several tracks and with a collecting element, which It comprises a number of scanning elements corresponding to the number of tracks, the sensor scanning elements being provided. The mentioned tracks contain an incremental track and an absolute track and are configured as successive strip-shaped elements, which always have a detectable property with the sensors, which depends on the position on the scale division element. In addition, a signal processing system is known for determining the absolute position of the movable element from a combination of, on the one hand, signals from the sensors of the scanning element belonging to the absolute track and, on the other, of the signals coming from the sensors of the scanning element belonging to the incremental track. The track increases and the track

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absoluta se combinan en el elemento de division de escala en una pista unica compuesta en la que las lmeas centrales de los elementos con forma de franja se hallan a la misma distancia entre sl La propiedad detectable sobre la pista compuesta esta repartida de manera pseudo casual sobre el elemento con forma de franja, poseyendo la combinacion de senales para una separacion de los centros de la pista compuesta un valor espedfico de esta separacion de los centros, representando aproximadamente el 75 % de las separaciones entre centros de las pistas compuestas, que son lefdas por los elementos de exploracion, una informacion incremental.Absolute are combined in the scale division element in a single compound track in which the central lines of the strip-shaped elements are at the same distance between sl The detectable property on the composite track is distributed in a pseudo casual manner over the strip-shaped element, having the combination of signals for a separation of the centers of the compound track a specific value of this separation of the centers, representing approximately 75% of the separations between centers of the compound tracks, which are readings for the elements of exploration, an incremental information.

A traves del documento US 2005/0060905 A1 se conoce un codificador, que comprende una escala y un lector de escalas. La escala posee en este caso una pluralidad de puntos de referencia distanciados entre sf en la direccion longitudinal. Los puntos de referencia estan dispuestos a lo largo de la escala en un esquema aleatorio o un esquema pseudo aleatorio.Through encoder US 2005/0060905 A1 an encoder is known, comprising a scale and a scale reader. The scale has in this case a plurality of reference points spaced apart from each other in the longitudinal direction. The reference points are arranged along the scale in a random scheme or a pseudo random scheme.

A traves del documento US 5,260,568 se conoce un sistema de medicion de la posicion absoluta, que comprende una fuente de luz y una escala, que comprende una pista de ventanas de reticula en la que las ventanas de reticula estan dispuestas de tal modo, que al menos una ventana de reticula este dispuesta en una zona de rayos de luz paralelos emitidos por la fuente de luz. Cada una de las ventanas de reticula de reticula comprende una reticula de refraccion, que desvfa un rayo de luz con un angulo espedfico, una direccion espedfica o una intensidad espedfica. Ademas, se preve un detector, que recibe el correspondiente rayo de luz.Through US 5,260,568, a measurement system of the absolute position is known, comprising a light source and a scale, comprising a track of lattice windows in which the lattice windows are arranged in such a way that less a lattice window is arranged in an area of parallel rays of light emitted by the light source. Each of the lattice lattice windows comprises a refractive lattice, which deflects a beam of light with a specific angle, a specific direction or a specific intensity. In addition, a detector is provided, which receives the corresponding light beam.

El invento se basa en el problema de crear un sistema de medicion de posiciones/caminos de la clase menciona da mas arriba, que en especial posea una mayor precision.The invention is based on the problem of creating a position / path measurement system of the class mentioned above, which in particular has greater precision.

Este problema se soluciona segun el invento para un sistema de medicion de posiciones/caminos mencionado mas arriba, porque el cuerpo de medicion es codificado magneticamente, porque la zona de determinacion de la posicion absoluta y la zona de determinacion de la posicion incremental estan dispuestas o estan combinadas entre sf en la segunda direccion una al lado de la otra, estando dispuestos los campos polares de la zona de determinacion de la posicion incremental y los campos polares de la zona de determinacion de la posicion absoluta estan dispuestos uno al lado del otro en la segunda direccion sin separacion entre ellos, porque uno o varios campos polares de la zona de determinacion de la posicion incremental y uno o varios campos polares de la zona de determinacion de la posicion absoluta estan dispuestos en una franja y el cuerpo de medicion comprende una pluralidad de franjas dispuestas una al lado de otra en la primera direccion y porque una franja comprende un primer campo polar y un segundo campo polar, variando la relacion de la longitud del segundo campo polar con relacion a la longitud del primer campo polar en la segunda direccion para franjas distintas.This problem is solved according to the invention for a position / path measurement system mentioned above, because the measurement body is magnetically encoded, because the zone for determining the absolute position and the zone for determining the incremental position are arranged or they are combined with each other in the second direction side by side, the polar fields of the incremental position determination zone being arranged and the polar fields of the absolute position determination zone are arranged side by side in the second direction without separation between them, because one or several polar fields of the zone of determination of the incremental position and one or several polar fields of the zone of determination of the absolute position are arranged in a strip and the measurement body comprises a plurality of strips arranged next to each other in the first direction and because a strip comprises a first field p olar and a second polar field, varying the relationship of the length of the second polar field in relation to the length of the first polar field in the second direction for different bands.

La zona de determinacion de la posicion absoluta es utilizada para determinar una posicion absoluta de la cabeza de sensor, estando limitada la resolucion. La zona de determinacion de la posicion incremental es utilizada para determinar, en especial por medio de una medicion analogica del camino, respectivamente de la posicion una mayor resolucion partiendo de la posicion absoluta determinada para obtener una posicion absoluta con una resolucion grande. Con ello se crea un sistema absoluto con una mayor precision.The zone for determining the absolute position is used to determine an absolute position of the sensor head, the resolution being limited. The zone of determination of the incremental position is used to determine, especially by means of an analogical measurement of the path, respectively of the position a greater resolution starting from the determined absolute position to obtain an absolute position with a large resolution. This creates an absolute system with greater precision.

En la solucion segun el invento tambien se preve una codificacion en la segunda direccion. Por medio de la correspondiente resolucion del sensor del segundo dispositivo de sensores en la segunda direccion se puede determinar con ello la posicion absoluta. Por medio de una evaluacion adicional de una posicion incremental a partir de esta posicion absoluta en la primera direccion se puede determinar con una precision grande la posicion absoluta de la cabeza de sensores con relacion al cuerpo de medicion.In the solution according to the invention, a coding in the second direction is also provided. By means of the corresponding sensor resolution of the second sensor device in the second direction, the absolute position can be determined. By means of a further evaluation of an incremental position from this absolute position in the first direction, the absolute position of the sensor head in relation to the measurement body can be determined with great precision.

En la zona de determinacion de la posicion absoluta se pueden codificar en la segunda direccion una pluralidad, referida al ancho en la primera direccion de (distintos) campos polares (correspondientemente Bit). Con ello es posible mantener pequena la cantidad de sensores en la cabeza de sensores. Esto permite construir una cabeza de sensores con una carcasa mas pequena. La cabeza de sensores y con ello el sistema puede ser fabricado y montado de una manera mas barata y se obtiene una mayor seguridad contra fallos.In the zone of determination of the absolute position a plurality can be coded in the second direction, referred to the width in the first direction of (different) polar fields (correspondingly Bit). With this it is possible to keep the amount of sensors in the sensor head small. This allows to build a sensor head with a smaller housing. The sensor head and with it the system can be manufactured and assembled in a cheaper way and greater security against failures is obtained.

Si se necesitan menos sensores tambien se pueden disponer estos sobre una longitud menor en la primera direccion. Con ello se obtiene a su vez una mayor tolerancia angular durante el montaje alrededor de un eje perpendicular al cuerpo de medicion. Dado que se necesitan menos sensores, se reduce el coste de montaje. Las tolerancias de montaje pueden ser compensadas con mayor facilidad en un paso de calibrado.If fewer sensors are needed, they can also be arranged over a shorter length in the first direction. This results in greater angular tolerance during assembly around an axis perpendicular to the measuring body. Since fewer sensors are needed, the assembly cost is reduced. Mounting tolerances can be more easily compensated in a calibration step.

Dado que se necesitan menos sensores, es posible registrar de manera absoluta longitudes mayores en la primera direccion.Since fewer sensors are needed, it is possible to absolutely record longer lengths in the first direction.

Las ventajas mencionadas mas arriba pueden ser realizadas sin tener que incrementar la longitud del cuerpo de medicion en la segunda direccion.The advantages mentioned above can be realized without having to increase the length of the measuring body in the second direction.

Fundamentalmente tambien es posible registrar desde el punto de vista de la tecnica de medicion un desplazamiento o un giro de la cabeza de sensores con relacion al cuerpo de medicion.Fundamentally it is also possible to record from the point of view of the measurement technique a displacement or a turn of the sensor head in relation to the measurement body.

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En la solucion segun el invento tiene lugar, ademas de una medicion "paralela" con la primera disposicion de sensores, una medicion "ortogonal" con la segunda disposicion de sensores para determinar la posicion absoluta. De acuerdo con ello se preve una codificacion magnetica en la segunda direccion, variando esta codificacion por medio de una distribucion correspondiente de los campos polares en la primera direccion. La resolucion de los sensores en la primera direccion, respectivamente en la segunda direccion equivale a la capacidad de medicion de la correspondiente disposicion de sensores en la direccion correspondiente.In the solution according to the invention, in addition to a "parallel" measurement with the first arrangement of sensors, an "orthogonal" measurement with the second arrangement of sensors to determine the absolute position takes place. Accordingly, a magnetic coding in the second direction is provided, this coding varying by means of a corresponding distribution of the polar fields in the first direction. The resolution of the sensors in the first direction, respectively in the second direction is equivalent to the measurement capacity of the corresponding sensor arrangement in the corresponding direction.

La codificacion es magnetica, siendo configuradas la primera disposicion de sensores y la segunda disposicion de sensores correspondientemente y poseen una resolucion del campo magnetico como resolucion de los sensores. La codificacion magnetica puede ser obtenida de manera sencilla por medio de zonas magnetizadas correspondientes.The coding is magnetic, the first arrangement of sensors and the second arrangement of sensors being correspondingly configured and have a resolution of the magnetic field as a resolution of the sensors. Magnetic coding can be easily obtained by means of corresponding magnetized zones.

El cuerpo de medicion comprende en especial campos polares de un primer tipo y de un segundo tipo, determinando la disposicion y la distribucion de los campos polares el modo de funcionamiento del sistema de medicion de posiciones/caminos. El primer tipo se diferencia del segundo tipo y esta diferencia es apreciable a traves de las disposiciones de sensores. En una codificacion magnetica es el primer tipo por ejemplo el tipo polo norte y el segundo tipo es el tipo polo sur.The measuring body comprises especially polar fields of a first type and a second type, determining the arrangement and distribution of the polar fields the mode of operation of the position / path measurement system. The first type differs from the second type and this difference is noticeable through the sensor arrangements. In a magnetic coding it is the first type for example the north pole type and the second type is the south pole type.

La cabeza de sensores esta distanciada del cuerpo de medicion en una tercera direccion, que es transversal y en especial perpendicular a la primera direccion y en especial transversal y perpendicular a la segunda direccion. Con ello se consigue un sistema de medicion sin contacto con un espacio de aire entre la cabeza de sensores y el cuerpo de medicion con la codificacion.The sensor head is distanced from the measurement body in a third direction, which is transverse and especially perpendicular to the first direction and especially transverse and perpendicular to the second direction. This results in a contactless measurement system with an air gap between the sensor head and the measurement body with the coding.

La primera direccion es en especial una direccion de medicion para la determinacion de caminos-posiciones de la cabeza de sensores con relacion al cuerpo de medicion.The first direction is in particular a measurement address for the determination of paths-positions of the sensor head in relation to the measurement body.

En la zona de determinacion de la posicion incremental se disponen ventajosamente de manera alternativa campos polares de distintos tipos. Con ello se puede incrementar tambien, partiendo de una posicion absoluta determinada (determinada a traves de la zona de determinacion de la posicion absoluta) la resolucion por medio de una medicion en especial analogica del camino-posicion en la zona de determinacion de la posicion incremental.Polar fields of different types are advantageously arranged in the incremental position determination zone. This can also increase, based on a certain absolute position (determined through the zone of determination of the absolute position) the resolution by means of a special analogue measurement of the path-position in the zone of determination of the incremental position .

La zona de determinacion de la posicion absoluta y el zona de determinacion de la posicion incremental estan dispuestas fundamentalmente en la segunda direccion una al lado de la otra o estan combinadas entre sf. La zona de determinacion de la posicion absoluta y la zona de determinacion de la posicion incremental forman por ejemplo pistas dispuestas paralelas una al lado de la otra. Por medio de una combinacion tambien es fundamentalmente posible, que, por ejemplo, un campo polar de la zona de determinacion de la posicion incremental se prolongue en un campo polar de la zona de determinacion de la posicion absoluto.The zone of determination of the absolute position and the zone of determination of the incremental position are arranged essentially in the second direction next to each other or are combined with each other. The zone for determining the absolute position and the zone for determining the incremental position, for example, form tracks arranged parallel to each other. By means of a combination it is also fundamentally possible that, for example, a polar field of the zone of determination of the incremental position is extended in a polar field of the zone of determination of the absolute position.

Los campos polares del zona de determinacion de la posicion incremental y los campos polares del zona de determinacion de la posicion absoluta (con o sin separacion) en la segunda direccion estan dispuestos uno al lado de la otro.The polar fields of the zone of determination of the incremental position and the polar fields of the zone of determination of the absolute position (with or without separation) in the second direction are arranged side by side.

Uno o varios campos polares de la zona de determinacion de la posicion incremental y uno o varios campos polares de la zona de determinacion de la posicion absoluta estan dispuestos en una franja y el cuerpo de medicion comprende una pluralidad de franjas dispuestas una al lado de otra en la primera direccion. Con ello se pueden realizar de manera sencilla una zona de determinacion de la posicion incremental y una zona de determinacion de la posicion absoluta con una codificacion en la primera direccion y una codificacion en la segunda direccion.One or more polar fields of the zone of determination of the incremental position and one or several polar fields of the zone of determination of the absolute position are arranged in a strip and the measurement body comprises a plurality of bands arranged next to each other in the first direction. With this, a zone of determination of the incremental position and a zone of determination of the absolute position can be carried out in a simple way with a coding in the first direction and a coding in the second direction.

En este caso es favorable, que las lmeas de limitacion (reales o imaginarias) de las franjas enfrentadas en la primera direccion sean paralelas entre sf. Con ello se obtiene una posibilidad sencilla de evaluacion.In this case it is favorable that the lines of limitation (real or imaginary) of the strips facing in the first direction are parallel to each other. This results in a simple evaluation possibility.

Una franja abarca un primer campo polar y un segundo campo polar, variando la relacion de la longitud del segundo campo polar con relacion a la longitud del primer campo polar en la segunda direccion para franjas distintas. De esta manera se puede realizar de manera sencilla una codificacion en la segunda direccion.A strip encompasses a first polar field and a second polar field, varying the ratio of the length of the second polar field relative to the length of the first polar field in the second direction for different bands. In this way, coding in the second direction can be performed in a simple way.

En especial poseen en este caso el primer campo polar y el segundo campo polar diferentes tipos (como por ejemplo polarizaciones magneticas contrarias), para crear una codificacion correspondiente (como por ejemplo una codificacion magnetica).In particular, in this case, the first polar field and the second polar field have different types (such as opposite magnetic polarizations), to create a corresponding coding (such as a magnetic coding).

Es ventajoso, que las diferentes longitudes se formen en escalones discretos. Con ello se puede obtener de manera sencilla una codificacion, siendo posible crear esta codificacion de manera sencilla.It is advantageous that the different lengths are formed in discrete steps. With this, a coding can be obtained in a simple way, being possible to create this coding in a simple way.

En una forma de ejecucion posee el primer campo polar, que forma al menos en parte la zona de determinacion de la posicion incremental, distintas longitudes para franjas distintas. De manera alternativa es posible, que el primer campo polar y el segundo campo polar posean la misma longitud para todas las franjas.In one embodiment, it has the first polar field, which at least partly forms the zone for determining the incremental position, different lengths for different stripes. Alternatively, it is possible that the first polar field and the second polar field have the same length for all bands.

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En una forma de ejecucion posee una franja zonas no codificadas. Por medio de una disposicion y/o configuracion de la longitud correspondientes de las zonas no codificadas en la segunda direccion para distintas franjas se puede obtener una codificacion, cuando esta disposicion, respectivamente estas longitudes vanan correspondientemente.In one form of execution it has a strip of uncoded areas. By means of an arrangement and / or configuration of the corresponding length of the zones not coded in the second address for different bands, an encoding can be obtained, when this arrangement, respectively, these lengths go correspondingly.

Tambien es posible, que una franja posea una pluralidad de campos polares con distinta polarizacion, estando dispuestos en el caso de franjas diferentes estos campos polares en distintas posiciones en la segunda direccion y estos campos polares forman al menos en parte la zona de determinacion de la posicion absoluta. Con ello se puede crear una codificacion al poseer la zona de determinacion de la posicion absoluta una pluralidad de campos polares. En una configuracion de esta clase es por ejemplo posible de manera sencilla detectar por medio de una evaluacion correspondiente de las senales, un giro o un ladeamiento de la cabeza de sensores, cuando se preve una pluralidad de sensores.It is also possible that a strip has a plurality of polar fields with different polarization, these polar fields being arranged in different positions in the second direction in the case of different bands and these polar fields form at least part of the zone of determination of the absolute position With this, an encoding can be created by owning the absolute position determination zone a plurality of polar fields. In such a configuration, it is, for example, easily possible to detect, by means of a corresponding evaluation of the signals, a rotation or a tilting of the sensor head, when a plurality of sensors are provided.

En este caso es posible, que una franja posea campos polares de distinto tipo (como por ejemplo una polarizacion magnetica distinta), que se dispone uno detras de otro en la primera direccion. Estos campos polares forman en este caso e n especial campos polares de la zona de determinacion de la posicion incremental.In this case it is possible that a strip has polar fields of different types (such as a different magnetic polarization), which are arranged one behind the other in the first direction. In this case, these polar fields form special polar fields in the zone of determination of the incremental position.

Tambien es posible, que con los campos polares de la zona de determinacion de la posicion absoluta se forme una codificacion digital por medio de una distribucion de campos polares del primer tipo con relacion al segundo tipo. A un campo polar del primer tipo se asigna un dfgito (por ejemplo 0) y a un campo polar del segundo tipo se asigna un dfgito (por ejemplo 1). La sucesion de campos polares da lugar entonces a una codificacion digital, por ejemplo de una franja en la que esten dispuestos los campos polares. Por medio de la segunda disposicion de sensores se puede leer la codificacion digital y determinar con ello, cuando franjas distintas poseen una codificacion digital distinta, la posicion absoluta con una resolucion limitada (prefijada por el ancho del polo).It is also possible that with the polar fields of the zone of determination of the absolute position a digital coding is formed by means of a distribution of polar fields of the first type in relation to the second type. A polar field of the first type is assigned a digit (for example 0) and a polar field of the second type is assigned a digit (for example 1). The succession of polar fields then results in a digital coding, for example of a strip in which the polar fields are arranged. By means of the second arrangement of sensors, the digital coding can be read and thereby determine, when different bands have a different digital coding, the absolute position with a limited resolution (preset by the pole width).

El segundo dispositivo de sensores se configura en especial de tal modo, que en una segunda direccion se puede identificar n escalones distintos correspondientes a una disposicion y/o distribucion de campos polares. Con ello se puede leer con el segundo dispositivo de sensores la codificacion y se puede determinar a su vez la posicion absoluta (con resolucion limitada).The second sensor device is specially configured in such a way that in a second direction it is possible to identify n different steps corresponding to an arrangement and / or distribution of polar fields. With this, the coding device can be read with the second sensor device and the absolute position can be determined (with limited resolution).

En este caso es fundamentalmente posible, que el segundo dispositivo de sensores posea una pluralidad de sensores. Se puede prever una pluralidad de sensores para leer un codigo correspondiente (como por ejemplo un codigo magnetico).In this case it is fundamentally possible that the second sensor device has a plurality of sensors. A plurality of sensors can be provided to read a corresponding code (such as a magnetic code).

Para ello se dispone en una forma de ejecucion una pluralidad de sensores dispuestos distanciados en la primera direccion. Con ello se puede leer correspondientemente la codificacion en la segunda direccion.For this, a plurality of sensors arranged spaced apart in the first direction are arranged in an embodiment. With this, the coding in the second direction can be read accordingly.

De manera alternativa o adicional es posible, que una pluralidad de sensores se disponga en una fila paralela a la segunda direccion. En este caso se asigna a un sensor una determinada zona del campo polar y por medio de este sensor se determina despues si un campo polar es del primer tipo (como por ejemplo polo norte) o del segundo tipo (como por ejemplo polo sur). Con ello se puede leer un codigo correspondiente como por ejemplo un codigo digital.Alternatively or additionally, it is possible for a plurality of sensors to be arranged in a row parallel to the second address. In this case, a certain area of the polar field is assigned to a sensor and it is then determined by this sensor whether a polar field is of the first type (such as north pole) or of the second type (such as south pole). With this you can read a corresponding code such as a digital code.

Es ventajoso, que la separacion entre sensores proximos en la primera direccion sea mayor o menor que un ancho de campo polar de los campos polares en la primera direccion. La separacion de sensores proximos es con ello inconmensurable con relacion a la disposicion de los campos polares. Con la correspondiente separacion entre sensores proximos se evita, que todos los sensores se puedan hallar entre campos polares adyacentes. Esto eleva la precision de la medicion. De manera alternativa tambien se pueden posicionar los sensores por pares con un desplazamiento angular con relacion a un periodo de la division (ortogonal). En este caso se prefiere 180°.It is advantageous that the separation between proximal sensors in the first direction is greater or less than a polar field width of the polar fields in the first direction. The separation of nearby sensors is thus immeasurable in relation to the arrangement of polar fields. With the corresponding separation between next sensors it is avoided that all the sensors can be found between adjacent polar fields. This raises the accuracy of the measurement. Alternatively, the sensors can also be positioned in pairs with an angular displacement relative to a period of the division (orthogonal). In this case 180 ° is preferred.

Para la resolucion de la medicion en la segunda direccion puede abarcar la segunda disposicion de sensores una serie de sensores dispuestos uno al lado de otro en la segunda direccion y/o al menos comprender un sensor, que determine los angulos del campo magnetico (en el caso de una codificacion magnetica) y/o al menos un sensor analogico de camino/posicion, que determine un camino o una posicion en la segunda direccion. Con ello se puede leer la codificacion en la segunda direccion para determinar la posicion absoluta.For the resolution of the measurement in the second direction, the second arrangement of sensors may comprise a series of sensors arranged side by side in the second direction and / or at least comprise a sensor, which determines the angles of the magnetic field (in the case of a magnetic coding) and / or at least one analog path / position sensor, which determines a path or position in the second direction. With this you can read the coding in the second direction to determine the absolute position.

La primera disposicion de sensores puede comprender en este caso al menos un sensor analogico de camino/posicion con el que se pueda determinar un camino o una posicion en la primera direccion para poder determinar correspondientemente la posicion absoluta con una mayor resolucion partiendo de una posicion absoluta determinada previamente.The first arrangement of sensors can in this case comprise at least one analog path / position sensor with which a path or a position in the first direction can be determined in order to correspondingly determine the absolute position with a higher resolution based on an absolute position previously determined.

Fundamentalmente tambien se puede prever un tercer dispositivo de sensores, que posea una resolucion de sensores en una tercera direccion transversal a la primera direccion y transversal a la segunda direccion. Con ello se pueden identificar por ejemplo ladeamientos.Fundamentally, a third sensor device can also be provided, which has a sensor resolution in a third direction transverse to the first direction and transverse to the second direction. This can identify, for example, slopes.

La descripcion que sigue de formas de ejecucion preferidas sirve en combinacion con el dibujo para la explicacion detallada del invento. En el dibujo muestran:The following description of preferred embodiments serves in combination with the drawing for the detailed explanation of the invention. In the drawing they show:

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

6060

6565

La figura 1, una representacion esquematica de una forma de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento con un cuerpo de medicion y una cabeza de sensores.Figure 1, a schematic representation of an embodiment of a position / path measurement system according to the invention with a measuring body and a sensor head.

La figura 2, una representacion esquematica de un primer ejemplo de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento.Figure 2, a schematic representation of a first example of execution of a position / path measurement system according to the invention.

La figura 3, una representacion esquematica de un segundo ejemplo de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento con un cuerpo de medicion y una cabeza de sensores.Figure 3, a schematic representation of a second exemplary embodiment of a position / path measurement system according to the invention with a measuring body and a sensor head.

La figura 4 (a), una representacion esquematica de un tercer ejemplo de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/camino segun el invento con un cuerpo de medicion y una cabeza de sensores.Figure 4 (a), a schematic representation of a third exemplary embodiment of a position / path measurement system according to the invention with a measuring body and a sensor head.

La figura 4(b), una representacion esquematica de una variante de un tercer ejemplo de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento con un cuerpo de medicion y una cabeza de sensores.Figure 4 (b), a schematic representation of a variant of a third exemplary embodiment of a position / path measurement system according to the invention with a measuring body and a sensor head.

La figura 5, una representacion esquematica parcial de un cuerpo de medicion de un cuarto ejemplo de ejecucion.Figure 5, a partial schematic representation of a measuring body of a fourth exemplary embodiment.

La figura 6, una representacion parcial de un quinto ejemplo de ejecucion.Figure 6, a partial representation of a fifth example of execution.

La figura 7, una representacion esquematica de un sexto ejemplo de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento.Figure 7, a schematic representation of a sixth exemplary embodiment of a position / path measurement system according to the invention.

La figura 8, una representacion esquematica de un septimo ejemplo de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento.Figure 8, a schematic representation of a seventh example of the execution of a position / path measurement system according to the invention.

La figura 9, una representacion esquematica de un octavo ejemplo de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento.Figure 9, a schematic representation of an eighth example of execution of a position / path measurement system according to the invention.

La figura 10, una representacion esquematica de un decimo ejemplo de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento.Figure 10, a schematic representation of a tenth example of execution of a position / path measurement system according to the invention.

Una forma de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento representada esquematicamente en la figural y designada en ella con l0 comprende un cuerpo 12 de medicion codificado magneticamente. El propio cuerpo 12 de medicion posee un soporte en el que esta dispuesta la codificacion magnetica. La codificacion magnetica esta formada por ejemplo por una cinta de material plastico flexible y magnetizable. La codificacion del cuerpo 12 de medicion tiene lugar por medio de una correspondiente disposicion alternante de campos polares del tipo polo norte y de campos polares del tipo polo sur.An embodiment of a position / path measurement system according to the invention schematically represented in the figure and designated therein comprises a magnetically encoded measuring body 12. The measuring body 12 itself has a support in which the magnetic coding is arranged. The magnetic coding is formed, for example, by a tape of flexible and magnetizable plastic material. The coding of the measuring body 12 takes place by means of a corresponding alternating arrangement of polar fields of the north pole type and polar fields of the south pole type.

Las lmeas de campo magneticas de estos campos polares forman un campo tridimensional de vectores. En este campo esta dispuesta una cabeza 14 de sensores.The magnetic field lines of these polar fields form a three-dimensional vector field. In this field a sensor head 14 is arranged.

El cuerpo 12 de medicion se extiende en una primera direccion x y en una segunda direccion y, que en especial es transversal y en especial perpendicular a la primera direccion x. La primera direccion x es una direccion de medicion en la que se puede determinar la posicion, respectivamente el camino de la cabeza 14 de sensores con relacion al cuerpo 12 de medicion. La cabeza 14 de sensores esta distanciada en una tercera direccion z del cuerpo 12 de medicion, siendo la tercera direccion transversal y en especial perpendicular a la primera direccion x y transversal y en especial perpendicular a la segunda direccion y.The measurement body 12 extends in a first direction x and in a second direction y, which is especially transverse and especially perpendicular to the first direction x. The first direction x is a measurement direction in which the position can be determined, respectively the path of the sensor head 14 relative to the measurement body 12. The sensor head 14 is distanced in a third direction z of the measurement body 12, the third direction being transverse and especially perpendicular to the first direction x and transverse and especially perpendicular to the second direction y.

Como se describira todavfa mas abajo, el cuerpo 12 de medicion comprende una zona 16 de determinacion de la posicion absoluta codificada correspondientemente y una zona 18 de determinacion de la posicion incremental igualmente codificada de manera correspondiente. Por medio de la zona 16 de determinacion de la posicion absoluta se puede determinar la posicion absoluta de la cabeza 14 de sensores en la direccion x en el cuerpo 12 de medicion, estando limitada la resolucion. La zona 18 de determinacion de la posicion incremental sirve para incrementar la resolucion.As will be described below, the measuring body 12 comprises a correspondingly encoded absolute position determination zone 16 and a correspondingly encoded incremental position determination zone 18 correspondingly. By means of the zone 16 for determining the absolute position, the absolute position of the sensor head 14 in the x-direction in the measurement body 12 can be determined, the resolution being limited. The zone 18 for determining the incremental position serves to increase the resolution.

La cabeza de sensores comprende una pluralidad de sensores. La cabeza 14 de sensores abarca en la solucion segun el invento un primer dispositivo 20 de sensores con uno o varios sensores, que poseen una resolucion del campo magnetico en la primera direccion x. El primer dispositivo 20 de sensores esta asignado a la zona 18 de determinacion de la posicion incremental.The sensor head comprises a plurality of sensors. The sensor head 14 encompasses in the solution according to the invention a first sensor device 20 with one or more sensors, which have a resolution of the magnetic field in the first direction x. The first sensor device 20 is assigned to the zone 18 for determining the incremental position.

La cabeza 14 de sensores comprende, ademas, un segundo dispositivo 22 de sensores con uno o varios sensores, que poseen una resolucion del campo magnetico en la segunda direccion y. El segundo dispositivo 22 de sensores esta asignado a la zona 16 de determinacion de la posicion absoluta.The sensor head 14 further comprises a second sensor device 22 with one or more sensors, which have a resolution of the magnetic field in the second direction and. The second sensor device 22 is assigned to the zone 16 for determining the absolute position.

Se puede prever un tercer dispositivo 24 de sensores, que posea una resolucion del campo magnetico en la tercera direccion z. Con el tercer dispositivo 24 de sensores se pueden detectar por ejemplo ladeamientos de la cabeza 14 de sensores con relacion al cuerpo 12 de medicion.A third sensor device 24 can be provided, which has a resolution of the magnetic field in the third direction z. With the third sensor device 24, for example, weights of the sensor head 14 in relation to the measuring body 12 can be detected.

Los dispositivos 20, 22, 24 de sensores estan dispuestos en una carcasa 26. En la carcasa 26 se aloja un dispositivo 28 de alimentacion con corriente de los dispositivos 20, 22, 24 de sensores. Al dispositivo 28 de alimentacion con corriente se asignan una o varias conexiones 30 externas para una alimentacion externa con corriente. De manera facultativa tambien se puede asignar al dispositivo 28 de alimentacion con corriente una fuente de corriente dispuesta en la cabeza 14 de sensores o un dispositivo de recepcion para una alimentacion inalambrica de corriente.The sensor devices 20, 22, 24 are arranged in a housing 26. In the housing 26 a power supply device 28 is housed with current from the sensor devices 20, 22, 24. One or more external connections 30 are assigned to the power supply device 28 for an external power supply with current. Optionally, a current source disposed on the sensor head 14 or a receiving device for a wireless current supply can also be assigned to the power supply device 28.

55

1010

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20twenty

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3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

6060

6565

A continuacion de los dispositivos 20, 22, 24 de sensores se dispone un amplificador 32 alojado igualmente en la carcasa 26. Los dispositivos 20, 22, 24 de sensores preparan sus senales para el amplificador 32 en el que son amplificadas.Following the sensor devices 20, 22, 24, an amplifier 32 is also located in the housing 26. The sensor devices 20, 22, 24 prepare their signals for the amplifier 32 in which they are amplified.

Tambien es posible disponer a continuacion del amplificador 32 un convertidor analogico/digital, que transforme las senales analogicas de los dispositivo de sensores en senales digitales.It is also possible to have an analog / digital converter next to the amplifier 32, which transforms the analog signals of the sensor devices into digital signals.

Fundamentalmente tambien es posible, que uno o varios dispositivos de sensores generen ya senales digitales. En este caso no se necesita un convertidor 34 analogico/digital.Fundamentally, it is also possible for one or more sensor devices to generate digital signals. In this case, an analog / digital converter 34 is not required.

Las senales amplificadas y eventualmente convertidas se aplican a un dispositivo 36 de evaluacion. Este esta formado en especial por un microcontrolador (o ASIC o DSP, etc.). En este caso puede comprender un interpolador 37.The amplified and eventually converted signals are applied to an evaluation device 36. This is specially formed by a microcontroller (or ASIC or DSP, etc.). In this case, it can comprise an interpolator 37.

El dispositivo 36 de evaluacion suministra las senales correspondientes a un dispositivo 38 de adaptacion de senales, siendo posible disponer de estas senales en una salida 40 de la cabeza 14 de sensores. En este caso puede tener lugar una transmision inalambrica de las senales o una transmision via cable de las senales de evaluacion correspondientes.The evaluation device 36 supplies the signals corresponding to a signal adaptation device 38, it being possible to have these signals at an outlet 40 of the sensor head 14. In this case, a wireless signal transmission or a cable transmission of the corresponding evaluation signals can take place.

Un primer ejemplo de ejecucion de un sistema de medicion de posiciones/caminos segun el invento comprende un cuerpo 42 de medicion (figura 2). El cuerpo 42 de medicion posee una zona 44 de determinacion de la posicion incremental. La zona 44 de determinacion de la posicion incremental comprende campos 46a polares del tipo polo norte y campos 46b polares del tipo polo sur. Estos campos polares esta dispuestos alternativamente en la primera direccion x. Campos polares 46a, 46b adyacentes posee en este caso una polarizacion distinta y los campos polares adyacentes en posiciones siguientes poseen la misma polarizacion.A first example of executing a position / path measurement system according to the invention comprises a measurement body 42 (Figure 2). The measurement body 42 has a zone 44 for determining the incremental position. The zone 44 for determining the incremental position comprises polar fields 46a of the north pole type and polar fields 46b of the south pole type. These polar fields are arranged alternately in the first x direction. Adjacent polar fields 46a, 46b in this case have a different polarization and adjacent polar fields in subsequent positions have the same polarization.

Los campos 46a, 46b polares poseen un ancho B en la primera direccion x. Los campos 46a, 46b polares de la zona 44 de determinacion de la posicion incremental forman una pista incremental, poseyendo todos los campos 46a, 46b de la zona 44 de determinacion de la posicion incremental el mismo ancho B.The polar fields 46a, 46b have a width B in the first direction x. The polar fields 46a, 46b of the zone 44 for determining the incremental position form an incremental track, all the fields 46a, 46b having the zone 44 for determining the incremental position the same width B.

Por medio de la disposicion alternante de los campos 46a, 46 polares se crea una codificacion magnetica.By means of the alternating arrangement of the 46a, 46 polar fields a magnetic coding is created.

Los correspondientes campos 46a, 46b polares estan dispuestos en una franja 48. Las franjas 48 se extienden en este caso en la segunda direccion y poseen lmeas 50a, 50b de limitacion enfrentadas (imaginarias) de las franjas distanciadas en la primera direccion x y orientadas paralelas a la segunda direccion y.The corresponding polar fields 46a, 46b are arranged in a strip 48. The bands 48 extend in this case in the second direction and have opposite (imaginary) lines 50a, 50b of the strips spaced in the first direction x and oriented parallel to the second address and.

Cada una de las franjas comprende un primer campo 52 polar, que es el correspondiente campo 46a, respectivamente 46b de la zona 44 de determinacion de la posicion incremental y un segundo campo 36 polar, que se asigna a una 58 zona de determinacion de la posicion absoluta. El segundo campo 56 polar posee en este caso una polarizacion contraria de la del primer campo 52 polar. El primer campo 52 polar y el segundo campo 56 polar forman conjuntamente la zona 58 determinacion de la posicion absoluta.Each of the stripes comprises a first polar field 52, which is the corresponding field 46a, respectively 46b of the zone 44 for determining the incremental position and a second polar field 36, which is assigned to a zone 58 for determining the position absolute. In this case, the second polar field 56 has a polarization opposite to that of the first polar field 52. The first polar field 52 and the second polar field 56 together form the zone 58 determining the absolute position.

El primer campo 52 polar posee una longitud Li en la segunda direccion y el segundo campo 56 polar de una franja 48 posee una longitud L2 en la segunda direccion y. La longitud Li del primer campo 52 polar es en este caso por ejemplo al menos el 50 % de la longitud Li + L2 total de una franja 48. Sobre la longitud del 50 % del primer campo 52 polar esta formada la zona 44 de determinacion de la posicion incremental. La "longitud residual" remanente (incluida la longitud remanente cero) contribuye a la formacion de la zona 58 de determinacion de la posicion absoluta.The first polar field 52 has a length Li in the second direction and the second polar field 56 of a strip 48 has a length L2 in the second direction y. The length Li of the first polar field 52 is in this case for example at least 50% of the total length Li + L2 of a strip 48. Over the 50% length of the first polar field 52 is formed the zone 44 for determining the incremental position. The remaining "residual length" (including the zero remaining length) contributes to the formation of the zone 58 for determining the absolute position.

En franjas distintas vana la relacion de la longitud L2 con relacion a la longitud Li. Con esta variacion de las longitudes se forma una codificacion magnetica en la segunda direccion y.The relation of the length L2 with respect to the length Li is different in different stripes. With this variation of the lengths a magnetic coding is formed in the second direction and.

En especial la variacion de la longitud de Li y con ello tambien de L2 se configura de manera discreta y tiene lugar en escalones discretos. Para ello se preven por ejemplo n escalones discretos. El segundo campo 56 polar puede poseer con ello n longitudes distintas de L2 = 0 a L2 = n veces la longitud de un escalon individual en la segunda direccion y.Especially the variation of the length of Li and with it also of L2 is configured discreetly and takes place in discrete steps. For this purpose, for example, n discrete steps are provided. The second polar field 56 can thus have n different lengths from L2 = 0 to L2 = n times the length of an individual step in the second direction y.

El segundo dispositivo 22 de sensores posee una resolucion del campo magnetico en la segunda direccion y. Cuando franjas 48 distintas poseen una configuracion distinta del campo polar desde el punto de vista de las longitudes Li y L2, se puede detectar por medio de la segunda direccion 22 de sensores la franja especial correspondiente y con ello puede tener lugar una determinacion de la posicion absoluta.The second sensor device 22 has a resolution of the magnetic field in the second direction and. When different bands 48 have a different configuration of the polar field from the point of view of the lengths Li and L2, the corresponding special strip can be detected by means of the second sensor direction 22 and with this a position determination can take place absolute.

Con el primer dispositivo 20 de sensores se puede mejorar por medio de la resolucion del campo magnetico en la primera direccion x la resolucion total, realizando en los campos 46a, 46b polares una medicion incremental. La posicion absoluta es determinada de acuerdo con numero del polo ■ ancho del polo (en la zona 58 de determinacion de la posicion absoluta) + la posicion incremental.With the first sensor device 20, the resolution of the magnetic field in the first direction x the total resolution can be improved by making an incremental measurement in the fields 46a, 46b polar. The absolute position is determined according to the number of the pole ■ width of the pole (in zone 58 for determining the absolute position) + the incremental position.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

6060

6565

La resolucion del campo magnetico en la segunda direccion y por medio del segundo dispositivo 22 de sensores puede tener lugar de distintas maneras. La segunda direccion 22 de sensores comprende por ejemplo una pluralidad de sensores dispuestos en la segunda direccion y en una fila. Para la zona 58 de determinacion de la posicion absoluta se orientan estos sensores en este caso de manera correspondiente a un posible ancho inferior, es decir a un escalon. Cuando los segundos campos 56 polares se subdividen en n escalones posibles, abarca una fila (al menos) n sensores orientados correspondientemente. Estos sensores pueden generar entonces por ejemplo una senal digital.The resolution of the magnetic field in the second direction and by means of the second sensor device 22 can take place in different ways. The second sensor address 22 comprises, for example, a plurality of sensors arranged in the second direction and in a row. For the zone 58 for determining the absolute position, these sensors are oriented in this case corresponding to a possible lower width, that is to say a step. When the second polar fields 56 are subdivided into n possible steps, it encompasses a row (at least) n correspondingly oriented sensors. These sensors can then generate for example a digital signal.

Tambien es posible, que el segundo dispositivo 22 de sensores posea (al menos) un sensor sensible al campo magnetico, que pueda determinar angulos del campo magnetico y posee con ello una resolucion del campo magnetico en la segunda direccion y para obtener asf a su vez una determinacion de la posicion absoluta de acuerdo con la codificacion de las franjas 48.It is also possible, that the second sensor device 22 possesses (at least) a sensor sensitive to the magnetic field, which can determine angles of the magnetic field and thereby has a resolution of the magnetic field in the second direction and thus obtain in turn a determination of the absolute position according to the coding of the stripes 48.

Fundamentalmente tambien es posible, que la segunda direccion 22 de sensores posea (al menos) un sensor sensible al campo magnetico, que haga posible una medicion analogica de caminos, respectivamente posiciones en la segunda direccion y y haga posible con ello una resolucion correspondiente del campo magnetico en la segunda direccion y.Fundamentally, it is also possible that the second sensor address 22 possesses (at least) a sensor sensitive to the magnetic field, which makes possible an analog measurement of paths, respectively positions in the second direction and and thus makes possible a corresponding resolution of the magnetic field in the second direction and.

El primer dispositivo 20 de sensores y el segundo dispositivo 22 de sensores estan dispuestos en una cabeza de sensores. Esta cabeza de sensores no se representa en su totalidad en la figura 2.The first sensor device 20 and the second sensor device 22 are arranged in a sensor head. This sensor head is not fully shown in Figure 2.

El primer dispositivo 20 se sensores comprende por ejemplo un sensor analogico de camino/posicion sensible al campo magnetico, que posee una resolucion correspondiente en la primera direccion x para hacer posible a traves de la posicion incremental y partiendo de la posicion absoluta, que se determina por medio de la zona 58 de determinacion de la posicion absoluta en el segundo dispositivo 22 de sensores, una mayor resolucion para la determinacion de la posicion, respectivamente la determinacion del camino de la cabeza 14 de sensores en el cuerpo 42 de medicion.The first device 20 is comprised of sensors, for example, an analogical path / position sensor sensitive to the magnetic field, which has a corresponding resolution in the first direction x to make it possible through the incremental position and starting from the absolute position, which is determined by means of the zone 58 for determining the absolute position in the second sensor device 22, a greater resolution for the determination of the position, respectively the determination of the path of the sensor head 14 in the measurement body 42.

El primer dispositivo 20 de sensores comprende por ejemplo un primer sensor de campo magnetico y un segundo sensor de campo magnetico, que generan senales con fase desplazada 90°. Estos sensores de campo magnetico tambien se conocen como sensor de senos y sensor de cosenos.The first sensor device 20 comprises, for example, a first magnetic field sensor and a second magnetic field sensor, which generate signals with 90 ° offset phase. These magnetic field sensors are also known as sinus sensor and cosine sensor.

En la solucion segun el invento se preve, ademas del primer dispositivo 20 de sensores y de la cabeza 14 de sensores, al menos un sensor ortogonal de la segunda direccion 22 de sensores con el que se puede evaluar una codificacion magnetica en la direccion transversal a la primera direccion x, es decir en la segunda direccion y. Esta "codificacion transversal" contiene la senal absoluta de posicion a traves de la codificacion del numero del polo actual.In the solution according to the invention, in addition to the first sensor device 20 and the sensor head 14, at least one orthogonal sensor of the second sensor direction 22 is provided with which a magnetic coding in the transverse direction to the first direction x, that is to say in the second direction y. This "transverse coding" contains the absolute position signal through the actual pole number coding.

Los segundos campos 56 polares de la zona 58 de determinacion de la posicion absoluta forman una pista absoluta. En el ejemplo de ejecucion representado en la figura 2 se halla esta pista absoluta directamente junto a la pista incremental con una transicion sin separacion.The second polar fields 56 of the zone 58 for determining the absolute position form an absolute track. In the exemplary embodiment shown in Figure 2, this absolute track is directly next to the incremental track with a transition without separation.

En cada incremento de la pista incremental en la primera direccion x se pueden codificar en la pista absoluta en la segunda direccion y varios Bit n. Con ello se puede reducir fundamentalmente la cantidad de sensores necesarios. Con n Bit y m sensores se pueden representar con estos sensores nm valores umvocos. En este caso n es mayor que 2.In each increment of the incremental track in the first direction x can be encoded in the absolute track in the second direction and several Bit n. This can fundamentally reduce the number of sensors required. With n Bit and m sensors, umvocos values can be represented with these sensors. In this case n is greater than 2.

Con una base mayor que 2 (n mayor que 2) se necesitan menos sensores para una longitud determinada. Con ello se puede reducir el tamano de la carcasa de la cabeza 14 de sensores. Una cantidad menor de sensores permite fabricar el sistema 10 de medicion de posiciones/caminos de una manera mas barata, obteniendo tambien una mayor seguridad contra fallos.With a base greater than 2 (n greater than 2) fewer sensors are needed for a given length. This can reduce the size of the housing of the sensor head 14. A smaller number of sensors allows manufacturing the position / path measurement system 10 in a cheaper way, also obtaining greater security against failures.

Cuando se dispone una cantidad menor de sensores sobre una longitud mas pequena, es admisible una mayor tolerancia angular en el montaje alrededor de un eje perpendicular al cuerpo 12 de medicion. Se reducen los costes de montaje. Tambien es posible compensar con mayor facilidad las tolerancias de montaje en un paso de calibrado.When a smaller number of sensors are arranged over a smaller length, a greater angular tolerance is permissible in the assembly around an axis perpendicular to the measuring body 12. Assembly costs are reduced. It is also possible to more easily compensate mounting tolerances in a calibration step.

Tambien se pueden medir longitudes mayores en la primera direccion x, ya que se necesitan menos sensores.You can also measure longer lengths in the first x direction, since fewer sensors are needed.

No es necesario aumentar el ancho del cuerpo 12 de medicion en la segunda direccion y. Por ejemplo, es suficiente un ancho de 10 cm en la segunda direccion y.It is not necessary to increase the width of the measuring body 12 in the second direction and. For example, a width of 10 cm in the second direction and is sufficient.

Fundamentalmente incluso es posible medir con la tecnica de medicion un desplazamiento de la carcasa 26 de la cabeza 14 de sensores con relacion al cuerpo (12) de medicion (con varios sensores). Tambien es posible un giro de la cabeza 14 de sensores al rededor de un eje paralelo al tercera direccion z.Fundamentally, it is even possible to measure with the measurement technique a displacement of the housing 26 of the sensor head 14 relative to the measurement body (12) (with several sensors). It is also possible to turn the sensor head 14 around an axis parallel to the third direction z.

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En un segundo ejemplo de ejecucion representado esquematicamente en la figura 3 se preve un cuerpo 60 de medicion, que comprende una zona 62 de determinacion de la posicion absoluta y una zona 64 de determinacion de la posicion incremental. La zona 62 de determinacion de la posicion absoluta y la zona 64 de determinacion de la posicion incremental estan dispuestas en este caso paralelas una al lado de la otra sin separacion entre ellas. La zona 64 de determinacion de la posicion incremental comprende campos polares polarizados alternativamente, poseyendo los campos polares el mismo ancho en la primera direccion x y el mismo ancho en la altura y.In a second exemplary embodiment shown schematically in FIG. 3, a measuring body 60 is provided, comprising a zone 62 for determining the absolute position and a zone 64 for determining the incremental position. The zone 62 for determining the absolute position and the zone 64 for determining the incremental position are arranged in this case parallel side by side without separation between them. The zone 64 for determining the incremental position comprises polarized fields alternately polarized, the polar fields having the same width in the first direction x and the same width in the height y.

La zona 62 de determinacion de la posicion absoluta comprende campos 66 polares, que poseen una longitud distinta en la segunda direccion y. En la zona 62 de determinacion de la posicion absoluta se disponen en este caso junto a algunos campos polares (como por ejemplo el campo 66 polar) zonas 68 no magneticas. Los campos 66 polares poseen una longitud Li en la segunda direccion y. Las zonas 68 no magneticas poseen una longitud L2 en la segunda direccion y. Franjas distintas formadas sobre un campo 70 polar de la zona 64 de determinacion de la posicion incremental y sobre el campo 66 polar adyacente en la segunda direccion y poseen una relacion de la longitud L2 con relacion a la longitud Li variable. Con ello se crea una codificacion magnetica en la segunda direccion y.The zone 62 for determining the absolute position comprises polar fields 66, which have a different length in the second direction and. In the zone 62 for determining the absolute position, in this case, there are some non-magnetic zones 68 along with some polar fields (such as the polar field 66). The polar fields 66 have a length Li in the second direction and. The non-magnetic zones 68 have a length L2 in the second direction and. Different strips formed on a polar field 70 of the zone 64 for determining the incremental position and on the adjacent polar field 66 in the second direction and have a relation of the length L2 in relation to the variable length Li. This creates a magnetic coding in the second direction and.

El campo 66 polar de una franja 70 posee en este caso una polaridad inversa en comparacion con el correspondiente campo polar de la zona 64 de determinacion de la posicion incremental.The polar field 66 of a strip 70 has in this case an inverse polarity compared to the corresponding polar field of the zone 64 for determining the incremental position.

En el presente ejemplo de ejecucion se disponen las zonas 68 no magneticas, cuando una franja 70 correspondiente posee una zona 68 no magnetica de esta clase, en un borde exterior opuesto a la zona 64 de determinacion de la posicion incremental.In the present exemplary embodiment, the non-magnetic zones 68 are arranged, when a corresponding strip 70 has a non-magnetic zone 68 of this kind, on an outer edge opposite the zone 64 for determining the incremental position.

Fundamentalmente tambien es posible, que las zonas 68 no magneticas se dispongan repartidas entre el borde exterior y los campo polares de la pista incremental.Fundamentally, it is also possible that the non-magnetic zones 68 are arranged distributed between the outer edge and the polar fields of the incremental track.

La longitud Li de los campos 66 polares en la zona 62 de determinacion de la posicion absoluta y la longitud L2 de las zonas 68 no magneticas estan "cuantificadas" en n escalones.The length Li of the polar fields 66 in the zone 62 for determining the absolute position and the length L2 of the non-magnetic zones 68 are "quantified" in n steps.

Con la distribucion y la variacion de la longitud de los campos 66 polares y de los campos 68 no polares en la zona 62 de determinacion de la posicion absoluta se obtiene la codificacion magnetica en la segunda direccion y.With the distribution and variation of the length of the polar fields 66 and non-polar fields 68 in the zone 62 for determining the absolute position, the magnetic coding in the second direction y is obtained.

El sistema de medicion de posiciones/caminos funciona por lo demas como se describio mas arriba.The position / path measurement system works otherwise as described above.

La situacion es fundamentalmente tal, que el segundo dispositivo 22 de sensores puede poseer una pluralidad de sensores 72a, 72b, etc. distanciados en la primera direccion x, respectivamente filas de sensores (figuras 4(a), 4(b)) distanciadas en esta primera direccion x. Cuando la zona 58 de determinacion de la posicion absoluta posee n escalones con m sensores 72a, 72b, etc. con posibilidad de codificacion de mn campos polares.The situation is fundamentally such that the second sensor device 22 may have a plurality of sensors 72a, 72b, etc. distanced in the first x direction, respectively rows of sensors (figures 4 (a), 4 (b)) distanced in this first x direction. When zone 58 for determining the absolute position has n steps with m sensors 72a, 72b, etc. with the possibility of coding mn polar fields.

En el ejemplo de ejecucion segun la figura 4(a), que posee el cuerpo 42 de medicion y en el que se preven cinco escalones en la zona 58 de determinacion de la posicion absoluta se pueden codificar, cuando se utilizan cuatro sensores 72a, etc. del segundo dispositivo 22 de sensores 45 = 1024 campos polares.In the exemplary embodiment according to Figure 4 (a), which has the measurement body 42 and in which five steps are provided in the zone 58 for determining the absolute position, when four sensors 72a, etc. are used, etc. . of the second device 22 of sensors 45 = 1024 polar fields.

La situacion es fundamentalmente tal, que en el instante de la conexion del sistema 10 de medicion de posiciones/caminos se debena identificar en cada posicion la posicion absoluta. Esto no es posible, cuando un sensor del segundo dispositivo 22 de sensores se halla exactamente entre campos polares adyacentes y en especial, cuando existiendo varios sensores 72a, 72b todos los sensores se hallan entre campos polares adyacentes. Por ello es ventajoso, que haya una separacion de los sensores 72a, 72b inconmensurable con relacion al periodo de los campos polares en la primera direccion x. Para ello, la separacion de sensores 72a, 72b, etc. adyacentes es mayor que un ancho B del campo polar en la primera direccion x.The situation is fundamentally such that, at the moment of connection of the position / path measurement system 10, the absolute position must be identified in each position. This is not possible, when a sensor of the second sensor device 22 is exactly between adjacent polar fields and especially, when there are several sensors 72a, 72b all the sensors are between adjacent polar fields. Therefore it is advantageous that there is an immeasurable separation of the sensors 72a, 72b in relation to the period of the polar fields in the first direction x. For this, the separation of sensors 72a, 72b, etc. Adjacent is greater than a width B of the polar field in the first x direction.

Tambien es posible prever una segunda fila de sensores desplazada medio ancho de polo con relacion a la primera fila. La primera fila esta dispuesta entonces exactamente sobre el centro entre los polos o la segunda fila esta dispuesta de este modo. La fila sobre el centro no puede ser utilizada para la determinacion del numero del polo. La decision de que fila es valida solo puede ser tomada a traves de un sensor incremental correspondiente, que identifique la posicion en el polo.It is also possible to provide a second row of sensors displaced half-width of the pole in relation to the first row. The first row is then arranged exactly over the center between the poles or the second row is arranged in this way. The row above the center cannot be used to determine the number of the pole. The decision of which row is valid can only be taken through a corresponding incremental sensor, which identifies the position on the pole.

En el ejemplo de ejecucion de la figura 4(b) el sensor 72b no identifica en el instante de la conexion una senal correcta, ya que se halla exactamente entre dos campos polares adyacentes. Su correspondiente senal no debe ser tenida en cuenta en la evaluacion. Con el primer dispositivo 20 de sensores, que genera senales correspondientes, conoce el dispositivo 36 de evaluacion el sensor del segundo dispositivo 22 de sensores, que no debe ser tenido en cuenta en la determinacion de la posicion. Con ello se pueden evitar los errores debido a sensores, que no deben ser tenidos en cuenta en la evaluacion.In the exemplary embodiment of Figure 4 (b), the sensor 72b does not identify a correct signal at the time of connection, since it is exactly between two adjacent polar fields. Its corresponding signal should not be taken into account in the evaluation. With the first sensor device 20, which generates corresponding signals, the evaluation device 36 knows the sensor of the second sensor device 22, which should not be taken into account in determining the position. This can avoid errors due to sensors, which should not be taken into account in the evaluation.

En el sistema de medicion de posiciones/caminos con los cuerpos 42 y 60 de medicion posee cada franja 48 exactamente dos campos polares con distinta polarizacion. La longitud del correspondiente segundo campo 56In the position / path measurement system with measuring bodies 42 and 60 each strip 48 has exactly two polar fields with different polarization. The length of the corresponding second field 56

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polar, respectivamente del campo 66 polar en la segunda direccion y puede variar para la formacion de una codificacion magnetica en la segunda direccion y. En el cuerpo 60 de medicion se preven adicionalmente zonas 68 no magneticas.polar, respectively of field 66 polar in the second direction and may vary for the formation of a magnetic coding in the second direction and. In the measuring body 60, non-magnetic zones 68 are additionally provided.

Fundamentalmente tambien es posible, que las franjas para la formacion de una zona de determinacion de la posicion absoluta posea una pluralidad de campos polares.Fundamentally, it is also possible that the strips for the formation of an absolute position determination zone possess a plurality of polar fields.

En un cuarto ejemplo de ejecucion de un sistema 10 de medicion de posiciones/caminos (figura 5) se preve un cuerpo 75 de medicion con una zona 74 de determinacion de la posicion incremental, que posee campos 76 polares dispuestos con una polarizacion alternante en la primera direccion x. Se forma una franja 78, que comprende campos 76a y 7y6b polares dispuestos uno al lado del otro sin separacion en la primera direccion x y que poseen polarizaciones contrarias.In a fourth example of execution of a position / path measurement system 10 (Figure 5) a measurement body 75 is provided with an incremental position determination zone 74, which has polar fields 76 arranged with an alternating polarization in the first address x. A strip 78 is formed, comprising polar fields 76a and 7 and 6b arranged side by side without separation in the first direction x and having opposite polarizations.

La franja 78 comprende, ademas, campos polares 80a, 80b, etc., que siguen en la segunda direccion y a los campos 76a, 76b polares y forman con ello una zona 82 de determinacion de la posicion absoluta.The strip 78 also includes polar fields 80a, 80b, etc., which follow in the second direction and the polar fields 76a, 76b and thereby form a zone 82 for determining the absolute position.

Un ancho de un campo 80a, 80b, etc. en la primera direccion x equivale en este caso en especial a la suma de los anchos de los campos 76a, 76b en las franjas 78.A field width 80a, 80b, etc. in the first direction x is equivalent in this case especially to the sum of the widths of the fields 76a, 76b in the stripes 78.

Los campos 80a, 80b polares se suceden en la segunda direccion y con polarizacion alternante.The polar fields 80a, 80b follow one another in the second direction and with alternating polarization.

La disposicion de los campos 80a, 80b polares puede variar en este caso entre franjas 78 distintas para formar codificaciones magneticas correspondientes para la zona 82 de determinacion de la posicion absoluta.The arrangement of the polar fields 80a, 80b can in this case vary between different stripes 78 to form corresponding magnetic encodings for the zone 82 for determining the absolute position.

En el ejemplo de ejecucion segun la figura 5 poseen todos los campos 76a, 76b polares de la franja 78 la misma longitud en la segunda direccion y. Una longitud de un primer campo 80a polar, que toca directamente los campos 76a, 76b polares, puede variar en especial en escalones discretos para diferentes franjas 78; la longitud esta referida en este caso a la segunda direccion y. La variacion de la posicion (variacion de la situacion) en la segunda direccion y tiene lugar en este caso de manera escalonada.In the exemplary embodiment according to Figure 5, all the polar fields 76a, 76b of the strip 78 have the same length in the second direction and. A length of a first polar field 80a, which directly touches the polar fields 76a, 76b, can vary in particular in discrete steps for different stripes 78; the length is referred in this case to the second address and. The variation of the position (variation of the situation) in the second direction and takes place in this case in a staggered manner.

Segun la longitud del correspondiente campo 80a polar en la segunda direccion y se halla en el borde una zona 84 no magnetizada. La longitud de una zona 84 no magnetizada de esta clase en la segunda direccion y depende de la longitud del primer campo 80a polar. La longitud del primer campo 80a polar y la longitud de la zona 84 no magnetizada dan lugar, cuando se suman, a la longitud del campo 80b polar mas proximo en la segunda direccion y.According to the length of the corresponding polar field 80a in the second direction and a non-magnetized zone 84 is located on the edge. The length of a non-magnetized zone 84 of this class in the second direction and depends on the length of the first polar field 80a. The length of the first polar field 80a and the length of the non-magnetized zone 84 give rise, when added, to the length of the closest polar field 80b in the second direction and.

En un quinto ejemplo de ejecucion representado esquematicamente en la figura 6 se preve un cuerpo 86 de medicion, que posee franjas 88. Una franja 88 comprende campos 90a, 90b polares con polarizacion contraria dispuestos en la primera direccion x directamente uno al lado del otro. A estos campos 90a, 90b polares sigue en la segunda direccion y una zona 92 no polarizada. A esta zona no polarizada siguen campos 94 polares de una zona de determinacion de la posicion absoluta, pudiendo poseer estos la misma longitud en la segunda direccion y. A los campos 94 polares puede seguir en la segunda direccion y otra zona no magnetica.In a fifth exemplary embodiment shown schematically in Figure 6, a measuring body 86 is provided, which has stripes 88. A strip 88 comprises polar fields 90a, 90b with opposite polarization arranged in the first direction x directly next to each other. To these fields 90a, 90b polar follows in the second direction and an unpolarized zone 92. This polarized zone is followed by polar fields 94 of an absolute position determination zone, these being able to have the same length in the second direction and. You can follow the polar fields 94 in the second direction and another non-magnetic zone.

La posicion (situacion) de la zona 92 no magnetica, que sigue a los campos 90a, 90b polares en la segunda direccion y puede variar en franjas 88 diferentes en especial en escalones discretos. Con ello se consigue la codificacion magnetica en la segunda direccion y.The position (situation) of the non-magnetic zone 92, which follows the polar fields 90a, 90b in the second direction and may vary in 88 different bands especially in discrete steps. This achieves the magnetic coding in the second direction and.

Los correspondientes campos 80a, 80b, etc., respectivamente 94 pueden ser creados por ejemplo magnetizando en primer lugar el cuerpo de medicion con los campos 76a, 76b, respectivamente 90a, 90b y aplicando despues en un paso adicional del proceso una segunda division (ahora en la segunda direccion y).The corresponding fields 80a, 80b, etc., respectively 94 can be created for example by first magnetizing the measuring body with the fields 76a, 76b, respectively 90a, 90b and then applying a second division after an additional step of the process (now in the second direction y).

En el cuarto ejemplo de ejecucion y en el quinto ejemplo de ejecucion segun las figuras 5 y 6y poseen los campos 76a, 76b, respectivamente 90a, 90b de la correspondiente zona de determinacion de la posicion la misma longitud en la segunda direccion y. (Los campos 80a, 80b polares pueden poseer en este caso una longitud (como por ejemplo menor) distinta de la de los campos 76a, 76b polares en la segunda direccion y).In the fourth example of execution and in the fifth example of execution according to Figures 5 and 6 and they have the fields 76a, 76b, respectively 90a, 90b of the corresponding zone for determining the position the same length in the second direction and. (In this case, the polar fields 80a, 80b may have a length (as for example shorter) than that of the polar fields 76a, 76b in the second direction and).

En un sexto ejemplo de ejecucion representado esquematicamente en la figura 7 se preve un cuerpo 96 de medicion, que posee franjas 98 dispuestas una al lado de otra en la direccion x, poseyendo siempre un franja 98 campos 100a, 100b polares directamente adyacentes de una zona de determinacion de la posicion incremental. Estos campos 100a, 100b polares poseen para franjas 98 distintas posiciones distintas en la segunda direccion y, es decir, que las posiciones vanan. Con ello se crea la codificacion magnetica en la segunda direccion y.In a sixth exemplary embodiment shown schematically in Figure 7, a measuring body 96 is provided, which has strips 98 arranged side by side in the x direction, always having a fringe 98 fields 100a, 100b polar directly adjacent to an area of determination of the incremental position. These polar fields 100a, 100b have 98 different positions for stripes in the second direction and, that is, the positions go. This creates the magnetic coding in the second direction and.

A los campos 100a, 100b polares siguen e n la segunda direccion y campos polares 102 con polarizacion alternante en la segunda direccion. Estos campos 102 polares forman una zona de determinacion de la posicion absoluta. Los campos 102 polares pueden poseer en este caso la misma longitud en la segunda direccion y.The polar fields 100a, 100b follow in the second direction and polar fields 102 with alternating polarization in the second direction. These polar fields 102 form a zone for determining the absolute position. The polar fields 102 may in this case have the same length in the second direction and.

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Debido a la distinta longitud de los campos 100a, 100b polares en la segunda direccion y se cierra una franja 98 eventualmente con una zona de los campos 100a, 100b en un borde exterior.Due to the different length of the fields 100a, 100b polar in the second direction and a strip 98 is eventually closed with an area of the fields 100a, 100b at an outer edge.

Durante la produccion se fabrican los campos 100a, 100b polares sobre toda la extension de la franja 98 en la segunda direccion y. En un paso adicional del proceso se aplican los campos 102 polares.During production, the fields 100a, 100b polar are manufactured over the entire extension of the strip 98 in the second direction and. In an additional step of the process the polar fields 102 are applied.

Por medio de la distinta posicion de los campos 100a, 100b polares en la segunda direccion y y con ello la distinta disposicion desplazada en altura (en la segunda direccion y) de los campos 102 polares se consigue la codificacion magnetica en la segunda direccion y.By means of the different position of the polar fields 100a, 100b in the second direction and with it the different arrangement displaced in height (in the second direction and) of the polar fields 102, the magnetic coding is achieved in the second direction and.

En el ejemplo de ejecucion representado en la figura 7 se preven un primer dispositivo 20 de sensores y un segundo dispositivo 22 de sensores, que posee una pluralidad de m sensores distanciados nuevamente en la primera direccion x.In the exemplary embodiment shown in FIG. 7, a first sensor device 20 and a second sensor device 22 are provided, having a plurality of m sensors distanced again in the first direction x.

En un septimo ejemplo de ejecucion representado en la figura 8 se preve un cuerpo 104 de medicion, que fundamentalmente posee la misma configuracion que el cuerpo 96 de medicion segun la figura 7, residiendo la diferencia en que las diferentes franjas 98 no son cerradas en un borde exterior por una prolongacion de los campos 100a, 100b polares, sino que el correspondiente final de la franja 98 correspondiente en la segunda direccion y es formadlo por un ultimo campo 102 polar.In a seventh exemplary embodiment shown in FIG. 8, a measuring body 104 is provided, which essentially has the same configuration as the measuring body 96 according to FIG. 7, the difference being that the different strips 98 are not closed in a outer edge by an extension of the polar fields 100a, 100b, but the corresponding end of the corresponding strip 98 in the second direction and is formed by a last polar field 102.

En la figura 9 se representa un octavo ejemplo de ejecucion equivalente al sexto ejemplo de ejecucion.An eighth execution example equivalent to the sixth execution example is depicted in Figure 9.

En la primera direccion se preve por ejemplo un ancho de polo de 1 mm. Con ello se puede conseguir un desplazamiento ortogonal de 200 pm en la segunda direccion y. Este escalon de cuantizacion puede ser medido con el dispositivo 22 de sensores. La resolucion con la correspondiente cabeza de sensores es de 1pm en la direccion x de medicion. Un factor 200 forma la reserva para las tolerancias durante la magnetizacion en la segunda direccion y asf como para un error de linealidad del segundo dispositivo 22 de sensores.In the first direction, for example, a pole width of 1 mm is provided. With this, an orthogonal displacement of 200 pm can be achieved in the second direction and. This quantization step can be measured with the sensor device 22. The resolution with the corresponding sensor head is 1pm in the x direction of measurement. A factor 200 forms the reserve for tolerances during magnetization in the second direction and as well as for a linearity error of the second sensor device 22.

Por medio de un cuerpo 75 de medicion con una distribucion de los campos polares segun la figura 5, respectivamente un cuerpo 86 de medicion, respectivamente un cuerpo 96 de medicion, respectivamente un cuerpo 104 de medicion tambien se puede determinar un desplazamiento lateral de la cabeza 14 de sensores. Esto se esboza esquematicamente en la figura 9. A partir de las senales de sensor de los sensores ortogonales del dispositivo 22 de sensores puede reconocer el dispositivo 36 de evaluacion si la cabeza 14 de sensores esta posicionada con un desplazamiento con relacion al correspondiente cuerpo de medicion, por ejemplo el cuerpo 96 de medicion. A pesar de ello es posible determinar por medio de la diferencia de posiciones, determinada con la diferentes senales de sensor, la posicion absoluta.By means of a measuring body 75 with a distribution of the polar fields according to Fig. 5, respectively a measuring body 86, respectively a measuring body 96, respectively a measuring body 104 a lateral displacement of the head can also be determined 14 sensors This is schematically outlined in Figure 9. From the sensor signals of the orthogonal sensors of the sensor device 22, the evaluation device 36 can be recognized if the sensor head 14 is positioned with a displacement relative to the corresponding measuring body , for example the measuring body 96. Despite this it is possible to determine the absolute position by means of the difference in positions, determined with the different sensor signals.

Tambien se puede detectar si existe un giro, como el representado en la figura 9, alrededor de un eje en la tercera direccion z.It can also be detected if there is a turn, as shown in Figure 9, around an axis in the third direction z.

En un noveno ejemplo de ejecucion representado esquematicamente en la figura 10 se preve un cuerpo 106 de medicion en el que se forma la zona 108 de determinacion de la posicion incremental por medio de correspondientes campos polares alternantes sucesivos en la primera direccion x. Se crea una zona 110 de determinacion de la posicion absoluta por medio de campos 112 polares, que se hallan en la segunda direccion y junto a la zona 108 de determinacion de la posicion incremental. A los campos 112 polares se asigna segun que sean del tipo polo norte o del tipo polo sur u n dfgito 0 o 1. Con ello se forman franjas, que en la zona 110 de medicion de la posicion absoluta en la segunda direccion y poseen una determinada sucesion de dfgitos. Estos dfgitos representan la codificacion magnetica, que determina la posicion absoluta.In a ninth exemplary embodiment shown schematically in FIG. 10, a measuring body 106 is provided in which the zone 108 for determining the incremental position is formed by means of corresponding successive alternating polar fields in the first direction x. A zone 110 for determining the absolute position is created by means of polar fields 112, which are in the second direction and next to the zone 108 for determining the incremental position. The polar fields 112 are assigned according to whether they are of the north pole type or of the south pole type a digit 0 or 1. With this, strips are formed, which in the measuring zone 110 of the absolute position in the second direction and possess a certain succession of digits. These digits represent the magnetic coding, which determines the absolute position.

Los dfgitos son codificados por ejemplo segun un codigo Gray.The digits are coded for example according to a Gray code.

Por medio de un segundo dispositivo de sensores correspondientes (no representado en la figura 10) se puede leer en la zona 110 de determinacion de la posicion absoluta de cada una de las franjas el codigo digital y con ello determinar tambien la posicion absoluta.By means of a second corresponding sensor device (not shown in figure 10), the digital code can be read in zone 110 for determining the absolute position of each of the strips and thereby also determining the absolute position.

En la solucion segun el invento se preve, ademas de una codificacion magnetica en la primera direccion x una segunda codificacion magnetica adicional prevista en una segunda direccion y transversal a aquella. Esta codificacion magnetica adicional con una variacion a lo largo de la primera direccion x forma una zona de determinacion de la posicion absoluta y en especial una pista absoluta. Por medio de un segundo dispositivo 22 de sensores configurado correspondientemente, que posea una resolucion del campo magnetico en la segunda direccion y, se puede determinar la posicion absoluta con una resolucion prefijada por un ancho de los campos polares correspondientes en la zona de determinacion de la posicion incremental. Por medio de una medicion correspondiente con interpolacion a traves de un primer dispositivo 20 de sensores en la zona de determinacion de la posicion incremental se puede mejorar la resolucion. La medicion incremental exacta es afectada solo poco por la zona de determinacion de la posicion absoluta y la medicion absoluta. La exactitud de la medicion incrementalThe solution according to the invention provides, in addition to a magnetic coding in the first direction x a second additional magnetic coding provided in a second direction and transverse thereto. This additional magnetic coding with a variation along the first direction x forms a zone for determining the absolute position and especially an absolute track. By means of a second sensor device 22 correspondingly configured, which has a resolution of the magnetic field in the second direction and, the absolute position can be determined with a resolution predetermined by a width of the corresponding polar fields in the zone of determination of the incremental position By means of a corresponding measurement with interpolation through a first sensor device 20 in the zone of determining the incremental position the resolution can be improved. The exact incremental measurement is affected only a little by the area of determination of the absolute position and the absolute measurement. The accuracy of incremental measurement

tambien se mantiene para el sistema absoluto total. Con ello se puede determinar de una manera absoluta y con una resolucion grande la posicion, respectivamente el camino de la cabeza 14 de sensores en la primera direccion x.It is also maintained for the total absolute system. With this, the position can be determined in an absolute manner and with a large resolution, respectively the path of the sensor head 14 in the first direction x.

En los ejemplos de ejecucion precedentes se describio la codificacion como una codificacion magnetica. Tambien 5 son posibles otras clases de codificacion como por ejemplo una codificacion capacitiva, una codificacion inductiva o una codificacion optica. Fundamentalmente tambien es posible prever estas distintas clases de codificacion en un cuerpo de medicion.In the preceding examples of execution the coding was described as a magnetic coding. Other types of coding are also possible, such as capacitive coding, inductive coding or optical coding. Fundamentally it is also possible to provide these different kinds of coding in a measuring body.

Claims

5

10

fifteen

twenty

25

30

35

40

Four. Five

fifty

55

60

65

1. Position / path measurement system, comprising a sensor head (14) and a body (12; 42 ;; 60; 75; 86; 96; 106) of encoded measurement, extending the body (12; 42; ; 60; 75; 86; 96; 106) of measurement in a first direction (x) and in a second direction (y) arranged transversely in relation to the first direction (x), having a zone (16) for the determination of the absolute position and a zone (18) for the determination of the incremental position with a coding in the first direction (x) and having the zone (16) for the determination of the absolute position a coding in the second direction (y), the sensor head (14) having a first sensor device (20) with a sensor resolution parallel to the first address (x) assigned to the zone (18) for determining the incremental position and a second device (22) of sensors with a sensor resolution in the second direction (y) assigned to the zone (16) for the d determination of the absolute position, characterized in that the measuring body is magnetically encoded, because the zone (16) for determining the absolute position and the zone (18) for determining the incremental position in the second direction (and) are arranged side by side or combined with each other, the polar fields (46a, 46b) of the zone (18) for determining the incremental position and the polar fields (54) of the zone (16) for determining the absolute position in the second direction (and) next to each other without separation between them, because one or several fields (46a; 76a; 76b) polar of the zone (18) for determining the incremental position and one or more fields (54; 80a; 80b) of the zone (16) for determining the absolute position are arranged in a strip (48; 78) and The measuring body (12; 42; 60; 75; 86; 96; 106) comprises a plurality of strips (48; 78) arranged side by side in the first direction (x) and because a fringe (48) it comprises a first polar field (52) and a second polar field (56), varying the ratio of the length (L2) of the second polar field (56) relative to the length (L1) of the first polar field (52) in the second address (y) for different bands (78).

2. Position / path measurement system according to claim 1, characterized in that the measurement body (12; 42; 60; 75; 86; 96; 106) has polar fields (46a; 46b; 54) of a first type and a second type.

3. Position / path measurement system according to one of the preceding claims, characterized in that in the zone (18) for determining the incremental position, polar bodies (46a; 46b) are alternatively arranged of different types.

4. Position / path measurement system according to one of the preceding claims, characterized in that one or several polar fields (46a; 76a, 76b) of the zone (18) for determining the incremental position and one or more fields (54 ; 80a, 80b) of the zone (16) for determining the absolute position are arranged in a strip (48; 78) and the body (12; 42; 60; 75; 86; 96; 106) of measurement comprises a plurality of stripes (48; 78) arranged side by side in the first direction (x) and especially because the lines (50a, 50b) limiting the stripes, facing in the first direction (x), are parallel between sf and especially because the first polar field (52) and the second polar field (54) are of different types or are not coded and especially because the different lengths (L1, L2) are formed in discrete steps.

5. Position / path measurement system according to claim 4, characterized in that the first polar field (52), which at least partly forms the zone (18) for determining the incremental position, has different stripes (48) Lengths (L1).

6. Position / path measurement system according to claim 4 or 5, characterized in that the first polar field (52), which forms the zone (18) for determining the incremental position, has the same length for all strips.

7. Position / path measurement system according to one of claims 4 to 6, characterized in that the strips (70) have uncoded areas (68) and especially because the arrangement of areas (68) not coded in the second address (and) varies for different bands (70).

8. Position / path measurement system according to one of claims 4 to 7, characterized in that a strip (78) has a plurality of polar fields (80a, 80b) of different types, these fields being arranged (80a, 80b) polar in different stripes (78) in different positions in the second direction (y) and because these polar fields (80a, 80b) form at least partly the zone (82) for determining the absolute position and especially that a strip (78) has polar fields (76a, 76b) of different types, which are arranged one behind the other in the first direction (x).

9. Position / path measurement system according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the polar fields (112) of the zone (110) for determining the absolute position a digital coding is created by means of the distribution of polar fields (112) of the first type in relation to the second type and non-polar fields.

5

10

fifteen

twenty

10. Position / path measurement system according to one of the preceding claims, characterized in that the second sensor device (22) is configured in such a way that in the second direction different steps corresponding to an arrangement can be identified and / or distribution of polar fields.

11. Position / path measurement system according to one of the preceding claims, characterized in that the second sensor device (22) has a plurality of sensors and especially because in the case of the plurality of sensors the sensors are arranged spaced apart in the first direction (x) and especially because the separation between adjacent sensors in the first direction (x) is greater or less than a polar field width (B) of the polar fields in the first direction (x).

12. Position / path measurement system according to claim 10 or 11, characterized in that for the resolution of the measurement in the second direction (and) the second sensor device (22) comprises at least a series of sensors arranged one at side by side in the second direction (and) and / or comprises at least one sensor, which measures angles of the magnetic field and / or comprises at least one analog position / path sensor, which measures a path or position in the second direction .

13. Position / path measurement system according to one of the preceding claims, characterized in that the first sensor device (20) comprises at least one analog path / position sensor, with which a path or position can be determined in the first address (x).

14. Position / path measurement system according to one of the preceding claims, characterized by a third sensor device (24), which has a sensor resolution in a third direction (z) transverse to the first direction (x) and transverse to the second address (y).